Kajian hidroksiapatit dari limbah kepala ikan tuna sirip kuning (Thunnus albacares) dengan menggunakan XRD (X-Ray Diffraction) dilakukan beberapa prosedur, yaitu :
a. Persiapan
Tahap persiapan merupakan tahap awal untuk memulai suatu kegiatan dengan mempersiapkan semua alat dan bahan yang akan digunakan selama penelitian berlangsung, termasuk pengecekan alat yang akan digunakan.
b. Pembuatan enzim papain kasar
Pembuatan enzim papain kasar mengacu pada penelitian Nuryati et al., 2018 dan Malle et al., 2015. Dalam penelitian ini, pembuatan ekstrak papain kasar diambil dari kulit pepaya muda, dimana pada kulit pepaya muda tersedia getah pepaya dalam jumlah yang banyak dibandingkan dengan yang buah mengkal atau masak. Kulit buah pepaya muda dipotong kecil-kecil dengan menggunakan pisau.
Setelah itu, kulit buah pepaya disimpan dalam wadah tertutup sehingga kulit buah pepaya tidak mengering. Konsentrasi enzim papain kasar yang digunakan adalah 20% dan 30%.
45 c. Penimbangan I
Sebelum memberikan perlakuan terhadap kepala ikan tuna, tahap pertama yang dilakukan adalah penimbangan berat kepala ikan tuna secara utuh sebelum pencucian, sehingga dapat diketahui rendemen produk hidroksiapatit yang dihasilkan pada tahap akhir. Kepala ikan tuna mempunyai berat awal 1.000 g atau setara dengan 1 Kg.
d. Pencucian
Tahap pencucian bertujuan untuk membersihkan kepala ikan tuna dari kotoran-kotoran yang melekat pada kepala ikan seperti pasir, tanah dan lain-lain.
Pencucian sebaiknya dilakukan dengan menggunakan air mengalir. Pencucian dilakukan sambil menyikat kepala ikan hingga bersih.
e. Penimbangan II
Penimbangan II dilakukan setelah melakukan proses pencucian pada kepala ikan. Hal ini dilakukan untuk mengetahui apakah ada kandungan yang ikut terlarut selama proses pencucian biasanya berupa lemak atau protein yang larut dalam air serta darah dan daging ikan.
f. Perebusan
Tahap perebusan yaitu kepala ikan tuna direbus pada suhu 80oC selama 30 menit dengan menggunakan panci. Tujuan perebusan yaitu untuk memudahkan pemisahan daging ikan dan lemak yang masih terdapat pada kepala ikan tuna.
Selain itu, melalui proses perebusan, kepala ikan tuna akan melunak sehingga memudahkan dalam proses pemotongan menjadi bagian terkecil.
g. Penimbangan III
Kegiatan pada tahap ini, kepala ikan tuna yang telah direbus, selanjutnya akan ditimbang, sehingga diketahui rendemen sebelum perebusan dan setelah perebusan.
h. Pengecilan Ukuran
Pengecilan ukuran dilakukan setelah tahap penimbangan kepala ikan. Kepala ikan dipotong kecil-kecil berkisar 3-5 cm. Pengecilan ukuran bertujuan untuk memudahkan dalam pembuatan bubuk hidroksiapatit.
46 i. Penetralan dengan aquades
Perlakuan pada tahap ini, kepala ikan tuna dicampur dengan aquades steril dimana perbandingannya adalah 1:4 yaitu 1 kg kepala ikan, maka aquades yang diperlukan adalah 4 liter (Widadi, 2011). Adapun tujuan dengan pencampuran aquades yaitu untuk menstabilkan nilai pH dari kepala ikan karena aquades memiliki pH normal yaitu pH 7, mempermudah homogenisasi antara enzim dan substrat yang tersedia, dan berpengaruh terhadap laju reaksi enzimatik.
Penggunaan air juga mampu memperluas bidang kontak antara enzim dan substrat, sehingga pada rentang waktu tertentu dapat dihasilkan hidroksiapatit yang lebih besar (Piggot and Tucker, 1990).
j. Ekstraksi enzim papain kasar
Setelah melakukan penetralan dengan menggunakan aquades, kepala ikan ditambahkan enzim papain kasar dengan konsentrasi yang berbeda-beda. Pada perlakuan A1 ditambahkan 20% enzim papain kasar dan A2 ditambahkan 30%
enzim papain.
k. Pemanasan dengan menggunakan oven vacuum
Pemanasan dilakukan guna mendapatkan hasil terbaik dari dua perlakuan yang diberikan yaitu 4 jam dan 8 jam. Pemanasan dalam penelitian ini dilakukan dengan menggunakan oven vacuum.
l. Pengeringan
Pada tahap ini, kepala ikan yang telah melalui proses pemanasan, selanjutnya dikeringkan dengan menggunakan mesin pengering suhu 50oC atau panas matahari hingga kepala ikan kering. Kepala ikan harus benar-benar kering sehingga memudahkan proses pembuatan bubuk hidroksiapatit. Setelah kering, kepala ikan kemudian ditumbuk atau diblender hingga halus. Selanjutnya dilakukan tahap pengayakan dengan menggunakan ayakan 80 mesh.
m. Penimbangan IV
Penimbangan dilakukan untuk mengetahui berat bubuk hidroksiapatit yang dihasilkan. Dengan melakukan penimbangan akhir, maka dapat diketahui rendemen bubuk hidroksiapatit pada setiap perlakuan.
47 n. Pengemasan
Tahap ini, bubuk kepala ikan tuna dengan kandungan senyawa hidroksiapatit {Ca10(OH)2(PO4)6} di dalamnya dikemas dengan memasukkan bubuk ke dalam plastik kemasan sehingga bubuk tersebut tidak terkontaminasi dengan mikroorganisme serta dapat menjaga mutu bubuk tersebut.
3.5. Analisa Data
Pengujian dilakukan dengan menggunakan XRD (X-Ray Diffraction) serta dilakuakn analisis ekonomi. Sebelum digunakan, alat dikalibrasi terlebih dahulu dan XG kontrol (berupa arus), water flow, shutter dan door open diatur. Adapun prosedur karakterisasi dengan XRD, yaitu:
1. Mengambil sampel yang telah berbentuk bubuk dengan volume ±200 mg, kemudian memasukkan ke dalam plat aluminium berukuran 2x2 cm2.
2. Selanjutnya plat aluminium yang berisi sampel dikarakteristik dengan menggunakan XRD-7000 Shimadzu dengan sumber Cu, yang memiliki panjang gelombang 1,5406 A. Kemudian mengatur besarnya tegangan yaitu 40 kV dan arus 30 mA. Adapun scan range yaitu 20,0000 – 80,0000 (deg) dan scan speed yaitu 2,0000 (deg/min). Selanjutnya pengambilan data difraksi dilakukan dalam rentang sudut difraksi 2θ dengan kecepatan baca waktu per detik.
3. Menembakkan sinar-X menuju sampel, sehingga akan membuat detektor berputar sesuai dengan rentang sudut difraksi 2θ yang digunakan. Selanjutnya setelah ditembakkan maka akan terbaca pada monitor atau layar komputer grafik difraktogram yaitu grafik hubungan intensitas dengan sudut 2θ. Grafik difraktogram ini kemudian diinterpretasi dengan menggunakan bantuan software match. Kemudian software match ini akan memberikan informasi tentang struktur kristal yang terdapat pada sampel. Selanjutnya menghitung besarnya ukuran kristal atau parameter kisi pada sampel dengan menggunakan persamaan Scherrer. Rumus Scherrer, yaitu:
D
48 Keterangan:
D = Ukuran rata-rata kristal (nm) K = Konstanta Scherrer (0,98)
λ = Panjang gelombang Sinar-X (1,54 Å) θ = Sudut difraksi (o)
β = FWHM (Lebar setengah puncak maksimum) (radian)
4. Hasil yang diperoleh berupa difraktogram yang teridentifikasi berdasarkan intensitas dan sudut 2θ. Penentuan fase muncul mengacu pada Joint Committee on Powder Diffraction Standart (JCPDS).
Adapun analisa ekonomi untuk mengetahui kelayakan usaha kajian hidroksiapatit dari limbah kepala ikan tuna sirip kuning (Thunnus albacares) dengan menggunakan XRD (X-Ray Diffration), yaitu:
- Total biaya operasional
Total biaya operasional = Biaya variabel + Biaya tetap - Total hasil penjualan
Total hasil penjualan = Hasil produksi × harga (Rp) - Keuntungan (Benefit)
Keuntungan = Total penjualan – biaya operasional - BEP (Break Event Point)
BEP Produksi = Total biaya operasional Harga satuan
BEP harga = Total biaya operasional Jumlah produksi - BCR (Benefit Cost Ratio)
BCR = Total penjualan Total biaya operasional
Berikut ini diagram alir kajian hidroksiapatit dari kepala ikan tuna sirip kuning (Thunnus albacares) dengan menggunakan XRD (X-Ray Diffraction),